KINETICS OF OXIDATION LEACHING OF Ag IN AMMONIACAL SOLUTIONS

研究了Ag在NH_3-O_2和NH_3-H_2O_2水溶液体系中的浸取行为.结果表明,在常压下氧化剂浓度低时(如在NH_3-O_2体系中),浸取反应受在Ag表面上生成的氧化物膜所阻碍;而在浓度足够高的氧化剂时(如在NH_3-H_2O_2体系中),浸取过程可在不生成氧化物膜的条件下进行,此时Ag的溶解速度受传质步骤控制.文中讨论了在氨性溶液中Ag氧化浸取的反应机理.     

硫酸根存在下硫代硫酸铵溶液浸出硫化金精矿中金的动力学研究

含铜的氨性硫代硫酸铵溶液浸取合铜硫化金精矿中金的反应过程分为前期反应、后期反应两个阶段。前期为界面反应控制,后期为反应剂通过固体反应产物层的扩散过程控制。整个浸取过程都受载金矿物腐蚀反应所控制。体系中硫酸铵可能有两种作用:①NH_4~ 与NH_3组成缓冲液;②SO_4~(2-)抑制S_2O_3~(3-)氧化分解。体系中Cu~(2 )作为氧化剂,氧气使Cu~(2 )再生。     

γ-NiS加压氧化酸浸动力学的研究

研究了110—160℃及po_2<4900 kPa条件下,硫酸溶液中γ-NiS(针镍矿)氧化浸取动力学。浸取速率过程可用表面无固体生成物沉积的核心收缩模型描述,如 1-(1-α)~(1/3)=(k/ρr_0)t=Kt浸取速率在pH<2.5时,与H~ 浓度无关;pH>2.5时,为pH值的一个函数。浸取反应对氧分压来说为0.5级。反应的表观活化能为97.5kJ·mol~(-1),pH<2.5时,上式中的速率常数可表示为 K=1.45×10~5(4.55 1/(?)_0)P_(O_2)~(1/2)[H~ ]~(?)e~(-11720/T)溶液中少量Cu~(2 ),Ag~ 的存在,降低了对γ-NiS的浸取速率。     

THE KINETICS OF SULPHURIC ACID LEACHING OF SYNTHETIC γ-NiS UNDER OXYGEN PRESSURE

研究了110—160℃及po_2<4900 kPa条件下,硫酸溶液中γ-NiS(针镍矿)氧化浸取动力学。浸取速率过程可用表面无固体生成物沉积的核心收缩模型描述,如 1-(1-α)~(1/3)=(k/ρr_0)t=Kt浸取速率在pH<2.5时,与H~+浓度无关;pH>2.5时,为pH值的一个函数。浸取反应对氧分压来说为0.5级。反应的表观活化能为97.5kJ·mol~(-1),pH<2.5时,上式中的速率常数可表示为 K=1.45×10~5(4.55+1/(?)_0)P_(O_2)~(1/2)[H~+]~(?)e~(-11720/T)溶液中少量Cu~(2+),Ag~+的存在,降低了对γ-NiS的浸取速率。     

含铝奥氏体耐热钢的高温抗氧化性能

以Fe-18Cr-30Ni为基础,添加不同含量的Al设计了4组新型奥氏体耐热钢。利用氧化质量增加法研究了4组新型奥氏体耐热钢在700、800和900℃下空气中的氧化行为,绘制了氧化动力学质量增加曲线,并利用XRD、SEM和EDS对氧化膜的表面形貌及结构进行了表征。结果表明,1~3号钢在900℃时均形成了较为致密的Al2O3内层氧化膜,合金表面生成的复合氧化膜由内到外依次为Al_2O_3、(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3、尖晶石氧化物Fe(Cr,Al)_2O_4;1号钢氧化过程中还形成了富(Cr,Fe)的混合氧化物,降低了Al_2O_3氧化膜的连续性;4号钢900℃并没有形成致密的Al_2O_3内层氧化膜,生成的复合氧化膜由内到外依次为(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3、尖晶石氧化物Fe(Cr,Al)_2O_4。     

硫酸溶液中SUS304不锈钢旋转圆盘电极电流振荡现象的研究

硫酸溶液中SUS304不锈钢旋转圆盘电极在正向电位扫描时产生电流振荡现象。振荡电流所对应的电位范围以及电流振荡幅度与溶液温度,硫酸浓度、电位扫描速度以及电极旋转速度存在着对应关系.在电位线性扫描条件下,溶液温度高于35.0℃、硫酸浓度大于2.5mol·L~(-1)以及电极旋转速度不大干1000rpm时,可观测到电流振荡现象。电流振荡现象的产生与电极溶解过程、Cr_2O_7~(2-)的生成。O_2的离析及MCr_2O_7盐膜的生成和裂解有着密切的关系。     

不同电位-pH条件下钼的表面膜的XPS和AES研究

采用 X 射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)方法分析了钼在不同溶液及不同电位-pH 条件下所生成的表面膜。结果表明:(1)在低电位区生成的钝化膜是一种低价(很可能是4价)的氧化物或水合氧化物,在无氧溶液中稳定,膜极薄但保护性很好;(2)在较高电位的过钝化区所生成的表面膜的最终稳态物质是无水 MoO_3;(3)在 FeCl_2溶液中较高电位的第二钝化区中所生成的表面膜,其外层为 Fe_2O_3,内层则可能是由 FeMoO_4组成。AES 和XPS 分析结果证实了本文作者之一(杨武,与 A.Pourbaix 先生合作)早先绘制的 Mo-H_2O系电位-pH 平衡图以及所提出的在钢的局部腐蚀发展过程中钼的阻蚀作用机理的有效性。     

含铁物质对含硫离子在铝酸钠溶液中转化的影响（英文）

用拜耳法处理高硫铝土矿时,矿石中的硫化物会与含铁物质在铝酸钠溶液中反应,进而导致严重的设备腐蚀和氧化铝产品降级。本文作者研究含铁物质对含硫离子(S~(2-),S_2O_3~(2-),SO_3~(2-)和SO_4~(2-))在铝酸钠溶液中转化的影响。研究结果表明:铁粉、Fe_2O_3和Fe_3O_4均难以与SO_3~(2-)和SO_4~(2-)反应,而且所有含铁物质,特别是铁粉,均能促进S_2O_3~(2-)转化为SO_3~(2-)和S~(2-);在高温条件下铁粉与铝酸钠溶液反应生成Fe(OH)_3~-),进而可与S~(2-)反应生成FeS_2,但Fe_2O_3和Fe_3O_4对S~(2-)的反应影响很小;升高温度、延长反应时间、增加铁粉添加量、提高溶液中Na_2O_k与Al_2O_3的摩尔比和苛碱浓度均有利于S_2O_3~(2-)向SO_3~(2-)和S~(2-)转化。本研究结果有助于在拜耳法处理高硫铝土矿过程中开发减缓设备腐蚀和降低碱耗的技术。     

电解液对TiC/TC4复合材料微弧氧化膜组织及耐磨性的影响

采用微弧氧化技术在TiC/TC4(Ti6Al4V)复合材料表面制备陶瓷膜。在NaAlO_2和NaH_2PO_2两种溶液体系中,研究添加Cr_2O_3对两种体系下微弧氧化膜组织、形貌及耐磨性的影响。结果表明:在NaH_2PO_2电解液中形成的膜层为金红石型和锐钛矿型TiO_2,而在NaAlO_2电解液中除了生成TiO_2外,还有Al_2TiO_5、γ-Al_2O_3生成。加入Cr_2O_3后,膜层出现大量Cr_2O_3相。所制备的微弧氧化膜,其耐磨性较基体略有提高。电解液中加入Cr_2O_3后,复合膜的摩擦系数均降低,耐磨性较基体明显提高。在NaAlO_2-Cr_2O_3中形成的复合膜只发生粘着磨损,而且耐磨性最好。而在NaH_2PO_2-Cr_2O_3电解液中,形成的复合膜出现粘着磨损和少量磨粒磨损。     

TiO_2纳米管阵列膜的制备及结构研究

描述了在含不同浓度NH_4F的2%H_2O(体积分数,下同)和乙二醇溶液中,在氧化钛片上获得管尺寸分布一致的TiO_2纳米管阵列膜.在不同电压、不同NH_4F浓度电解液的条件下,进行膜的管尺寸及厚度研究,利用SEM评价膜的形貌.结果显示,片状膜为平行纳米管阵列组成的膜,纳米管尺寸范围宽、尺寸分布一致.管尺寸在15～128 nm,膜厚可达360 μm.应用的电压越高管尺寸越大,电解液中NH_4F浓度增加导致管尺寸稍微减小.还观测到,NH_4F浓度的增加,导致片状膜的厚度显著增加.采用无水乙醇多次清洗膜,并迅速用脱脂棉吸附膜上的溶液,在鼓风干燥箱中100 ℃,热处理1 h,可有效解决膜卷曲的问题.     

椭圆偏振法研究双相不锈钢的钝化膜

作者用椭圆偏振法结合交流阻抗法研究了耐海水腐蚀的双相不锈钢05Cr20Ni9Mc4Cu2Si3N在3.5％NaCl溶液中的钝化膜。结果表明:在自腐蚀及恒电位阳极极化(+0.2和+0.6V,vs.Ag/AgCl)条件下所生成的钝化膜都是双层的,但两者的生长机制不同。在自腐蚀状态下,内层吸收膜的折射率为2.5,主要由Fe_2O_3和Cr_2O_3组成;在恒电位下,内层膜是折射率约为1.2左右的吸附膜。两种条件下生成的外层膜,折射率都在1.7左右,主要由FeOOH,CrOOH或Cr(OH)_3组成,且可能具有非晶态结构。在恒电位下内、外层钝化膜的生长都服从对数规律。在自腐蚀状态下,内层膜的生长近似服从对数规律,外层膜的生长则不服从对数规律。     

磁场对含CaO铁氧化物还原的影响

以分析纯Fe_2O_3和Fe_2O_3掺杂2.5%CaO (质量分数) 2种体系为研究对象,在1073 K、75%CO+25%CO_2(体积分数)气氛中进行有磁和无磁条件下的等温还原实验,研究了磁场作用下CaO对铁氧化物还原的影响。结果表明:磁场加快了铁氧化物还原生成金属Fe的反应速率,反应过程中相组成未发生变化;磁场促进了Ca元素在Fe_2O_3+2.5%CaO体系内的扩散,还原样品呈疏松多孔状。通过热力学计算可知,磁场降低了Fe_2O_3还原和CaFe_5O_7相分解反应的Gibbs自由能,提高了反应平衡常数,使铁氧化物的还原和中间相CaFe_5O_7的分解反应更容易进行。     

氟硅比对AM60B镁合金微弧氧化膜微观结构及耐蚀性的影响

通过改变硅酸盐体系电解液中KF和Na_2Si O_3的浓度,定量分析氟化钾与硅酸钠浓度配比(简称氟硅比)对AM60B镁合金微弧氧化膜层微观结构及耐蚀性的影响。结果表明:主盐Na_2Si O_3在微弧氧化成膜中必不可少。当电解液中含有KF时(氟硅比大于0),随着氟硅比的增大,成膜反应加剧,膜层表面的孔隙率和表面大孔(3μm)数目增加,膜厚增加,且由于KF在电解液中的存在,会生成新物相Mg F_2,促进物相Mg_2Si O_4的形成,这些物相有利于提高膜层的耐蚀性。此外,KF与Na_2Si O_3二者在成膜反应中的竞争与协同作用因氟硅比的变化而变化,致使膜层的微观结构与物相含量随之改变,从而影响膜层的耐蚀性。本研究中,当氟硅比为0.5(KF:Na_2Si O_3=7.5:15)时,由于KF与Na_2Si O_3间良好的协同作用,形成的膜层厚度较大,致密性较好,缺陷较少,此时膜层兼备厚度大与耐蚀性优的特性,是最佳的氟硅比。     

2A12铝合金在两种体系中微弧氧化膜层的磨损性能研究

目的比较两种不同溶液体系中铝合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。方法以2A12铝合金为研究对象,通过微弧氧化技术,制备了在两种体系中的微弧氧化膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损机,研究了两种不同溶液体系中的微弧氧化膜层的形貌、厚度、硬度和磨损性能的差异。结果锆盐体系中膜层的生长速率较磷酸盐中的更大。锆盐和磷酸盐体系中膜层的硬度分别为1050HV和1250HV。锆盐体系的膜层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3、c-ZrO_2和少量的t-ZrO_2组成,磷酸盐体系膜层的主要成分是α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3。锆盐体系中,450 V电压下膜层的摩擦系数为0.425,500 V电压下膜层的摩擦系数为0.375;磷酸盐体系中,450 V电压下膜层的摩擦系数为0.328,500 V电压下膜层的摩擦系数为0.325。结论锆盐膜层的摩擦系数总体大于磷酸盐膜层。在磨损过程中,被磨掉的GCr15材料填充到膜层的凹坑中。两种溶液体系下,膜层在高电压下表现出更小的摩擦系数。磨损起始阶段为磨粒磨损,稳定阶段为粘着磨损。     

用氧探头调节气氛

“碳传感器”的工作原理在热处理(如渗碳、退火、碳氮共渗)气氛中,氧氛压的测定和调节是至关重要的。例如,在用吸热式载体气的渗碳气氛中,炉气氛碳势能由氧分压确定之。许多实验人员为测定气体中或真空中的氧分压而采用了下面的原电池型的结构:Pt,O_2(Po_2)-固体电解质氧化物-O_2(Po′_2),Pt。若氧化物是离子型电解质(即电子传导可     

非晶对置换反应中Ag纳米晶生长的影响

研究在Zn、Cu置换AgNO3溶液反应中非晶膜的形成对纳米Ag晶体生长的影响.HRTEM的观察表明,置换反应中形成的纳米Ag晶体的生长前沿沉积有一层5～10 nm宽的非晶膜,纳米Ag晶体的长大取决于该非晶膜的自发晶化.非晶膜的自发晶化主要是在非晶层内原位成核、长大,也可在晶体和非晶的界面成核长大,还可观察到非晶层内的Ag原子直接排列到原晶体的界面上而不需要成核的过程.在纳米Ag晶体生长前沿沉积的非晶的稳定性取决于AgNO3溶液的浓度.在80 mmol·L-1或更低的AgNO3溶液中生成的Ag纳米晶的生长前沿沉积有较稳定的非晶膜,而在400 mmol·L-1的高浓度AgNO3溶液中Zn置换还原形成的纳米Ag晶体的生长前沿无非晶存在.     

DD98M纳米晶AlSi渗层制备及抗高温腐蚀性能研究

采用磁控溅射技术在DD98M合金表面制备了同成份的纳米晶,采用多弧离子镀技术在DD98M纳米晶涂层表面沉积了AlSi涂层,对上述制备态纳米晶+AlSi复合涂层进行了真空扩散处理,得到了外层为β-NiAl层、内层为γ'-Ni_3Al层的双层结构复合涂层。研究了合金、DD98M纳米晶涂层及复合涂层在1050℃恒温氧化及900℃下Na_2SO_4+25%K_2SO_4混合熔盐体系中的热腐蚀行为。结果表明:1050℃恒温氧化时,DD98M合金表面生成NiO,α-Al_2O_3,Ta_(0.8)O_2,CrTaO_4及NiAl_2O_4等组成的混合氧化物膜,氧化膜开裂剥落严重。纳米晶涂层表面生成α-Al_2O_3和少量NiAl_2O_4组成的混合氧化物膜,复合涂层表面形成了均匀致密的单一α-Al_2O_3膜。纳米晶涂层和复合涂层大幅提高了合金的抗恒温氧化性能。在900℃下Na_2SO_4+25%K_2SO_4熔盐中,DD98M合金20 h后即发生了灾难性腐蚀,沉积态纳米晶及其预氧化涂层提高了合金的抗热腐蚀性能,复合涂层大幅提高了合金的抗热腐蚀性能。     

低合金钢焊接接头在CO_2-O_2-H_2S-SO_2湿气环境中的腐蚀行为

采用不同成分的焊丝和焊接工艺对E36低合金钢进行焊接,通过腐蚀试验和电化学试验对各焊接接头在CO_2-O_2-H_2S-SO_2湿气环境中的腐蚀行为进行了研究,并提出了焊接接头减薄协同度(R值)概念。结果表明:用H08MnA焊丝焊接的焊接接头组织由多边形铁素体+针状铁素体+贝氏体组成,在CO_2-O_2-H_2S-SO_2湿气环境中的腐蚀速率为0.478 0mm/a,腐蚀减薄量为0.128 3mm,腐蚀台阶深度为46.146μm(介于30~50μm),台阶倾度为14.1°(15°),电化学试验结果与腐蚀试验结果保持一致,满足IMO标准和中国船级社指南对货油舱上甲板焊接接头耐腐蚀性能的要求;焊接接头减薄协同度提升了评价低合金钢在CO_2-O_2-H_2S-SO_2湿气腐蚀环境中腐蚀行为的科学性。     

CORRELATION BETWEEN OXIDATION BEHAVIOUR AND BORON CONTENT IN Ni_3Al

本文研究了含硼量为0-2.22at.-％的Ni_3Al在750-1150℃和3-100h条件下的氧化行为。结果表明,不同硼含量的Ni_3Al合金在不同温度下的氧化动力学曲线基本都符合抛物线规律。硼含量在0.52-1.37at。-％时抗氧化性能最好。研究了氧化膜的形态与结构。0-1.37at.-％B的Ni_3Al合金,表面形成以Al_2O_3为主的氧化膜,并含有少量NiO和NiAl_2O_4,含有2.22at.-％B的Ni_3Al合金,表面生成复杂的硼氧化物,破坏Al_2O_3膜的完整性,抗氧化性最差。但无硼合金中,NiAl_2O_4的含量最高,并在试样冷却过程中几乎全部剥离。     

高温气相条件下硫酸氢铵与硫酸铵对20#碳钢的腐蚀行为研究

通过失重法研究了20#碳钢在含有硫酸氢铵(ABS)和硫酸铵(AS)高温气相中的腐蚀行为。采用SEM/EDS和XRD表征手段分析了腐蚀后碳钢试片的微观形貌变化及腐蚀产物的物相组成。结果表明:在108~282℃范围内,ABS和AS均对碳钢有腐蚀性,ABS的腐蚀性更为严重;随着ABS和AS浓度的增大,腐蚀速率加快;随着温度的升高,腐蚀速率减缓。推测腐蚀机理为:由于ABS和AS溶液的酸性,碳钢主要发生H~+的酸性腐蚀,亦存在氧腐蚀;阳极反应生成的Fe~(2+)发生系列次生反应生成Fe的氧化物,并且Fe2O_3、Fe_3O_4与硫酸铵盐发生相互作用生成(NH_4)Fe(SO_4)_2等复盐。